Manganese makeover para sa mga lithium-ion na baterya
22 Mar 2021 - imbakan ng enerhiya ng baterya ng lithium-ion na imbakan ng enerhiya ng lithium-ion
Maaaring labanan ng mga cobalt-free cathode ang mga isyu sa supply sa pamamagitan ng paggamit ng isa sa mga pinakamurang metal na magagamit.
Ang mga mananaliksik sa US ay gumawa ng lithium-ion na baterya na gumagamit ng manganese bilang cathode material sa halip na tradisyonal na cobalt o nickel. Ang trabaho ay maaaring mag-alok ng mura at masaganang alternatibo sa mga lalong mahal at limitadong mapagkukunang ito, na nagbibigay ng paraan upang matugunan ang mabilis na lumalagong pangangailangan para sa pag-iimbak ng enerhiya ng lithium-ion.
Karamihan sa mga lithium-ion na baterya cathode ay umaasa sa cobalt o nickel dahil madali nilang pinapanatili ang mga istruktura na naka-layer at nakaayos. Ngunit noong 2014 isang grupo sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) na pinamumunuan ni Gerbrand Ceder ay nagpakita na ang mga lithium-ion na baterya na may hindi maayos na istraktura ay maaaring gumana hangga't sila ay mayaman sa lithium, na nagbubukas ng posibilidad na sumubok ng bago, at posibleng mas mabuti, materyales.
Si Ceder at mga kasamahan sa University of California at Lawrence Berkeley National Laboratory, US, ay nakabuo na ngayon ng lithium-ion na baterya na may disordered na manganese-based cathode, at ipinakita na maaari itong mag-imbak ng mas maraming enerhiya kaysa sa cobalt o nickel. 'Ang aming ideya ay kung makakagawa kami ng mga cathode kung saan wala kaming pakialam sa layering, maaari kaming gumamit ng mas malawak na spectrum ng mga metal,' sabi ng nangungunang may-akda na si Jinhyuk Lee mula sa MIT. 'Napagpasyahan naming kumuha ng manganese dahil isa ito sa mga pinakamurang metal na magagamit.'
Ginagamit na ang Manganese sa tradisyunal na layered lithium-ion na mga cathode ng baterya ngunit bilang isang stabilizing metal na may kaunting pagkakasangkot sa pag-iimbak ng elektron. Ang mga kamakailang pagtatangka na gumawa ng mga cathode na puro mula sa hindi maayos na manganese at iba pang mga metal oxide ay limitado dahil nagiging hindi matatag ang mga ito at nawawalan ng kapasidad dahil sa sobrang aktibidad ng oxygen redox kapag lumipat ang mga lithium ions mula sa cathode patungo sa lithium-based na anode habang nagcha-charge.
Para bawasan ang aktibidad na ito at makakuha ng mataas na kapasidad na manganese oxide cathode, nakahanap ang team ni Ceder ng paraan para maipapalitan ng manganese ang dalawang electron, na siyang ginagawa ng mga high capacity na nickel-based cathode, sa halip na isa. Kabilang dito ang pagpapababa ng manganese valence sa Mn2+ sa pamamagitan ng pagpapalit ng ilang oxygen anion ng lower-valent fluorine anion habang pinapalitan ang ilang manganese cation ng mas mataas na valent na niobium at titanium ions. Nangangahulugan ito na ang dobleng redox ng mga manganese cations ay maaaring mangyari mula sa Mn2+ hanggang Mn4+, na nagpapahintulot sa isang mataas na bahagi ng mga lithium ions na lumipat mula sa cathode patungo sa lithium anode nang hindi nagiging hindi matatag.
'Ang aming mga resulta ng lab scale [battery cycling test] ay nagpapakita ng mas mataas na density ng enerhiya ng aming mga cathode (~1000 Wh/kg) kumpara sa mga kasalukuyang cathode (600–700 Wh/kg),' sabi ni Ceder. 'Ngunit ang aming data ay wala sa komersyal na sukat, kaya dapat sundin ang karagdagang mga pagsubok at pag-optimize ng aming mga materyales.'
'Habang ang karagdagang mga pagpapabuti sa katatagan ng cycle ay kailangan para sa mga praktikal na aplikasyon, ang naiulat na diskarte ay may malaking pangako at nagbibigay-daan para sa isang malawak na paggalugad ng iba't ibang mga mataas na valent cations,' komento ni Gleb Yushin, na nag-iimbestiga sa pag-iimbak ng enerhiya sa Georgia Institute of Technology, US. 'Ang pangangailangan na bawasan ang boltahe ng cell sa napakababang mga halaga ay maaaring lumikha ng isang hadlang para sa mga aplikasyon ng iniulat na teknolohiya sa mga elektronikong aparato, ngunit hindi dapat maging isang malaking deal para sa mga aplikasyon ng automotive.'
Tel: 86-0755-33065435
Mail: info@vtcpower.com
Web: www.vtcbattery.com
Address: No 10,JinLing Road,Zhongkai Industrial Park,Huizhou City,China
Mga Mainit na Keyword: polymer lithium battery,polymer lithium battery manufacturer,Lifepo4 Battery,Lithium-ion Polymer (LiPo) Baterya,Li-ion battery,LiSoci2,NiMH-NiCD na baterya,Baterya BMS
Sa pang-araw-araw na buhay, matuto nang higit pa tungkol sa paggamit ng mga lithium batteries, lalo na sa pag-charge ng mga device at mobile phone, upang maiwasan ang mga pagsabog na dulot ng pag-charge nang masyadong mahaba.
